Research Article

Study on screening of canola varieties with high light use efficiency and evaluation of selecting indices

Étude de criblage de variétés de colza à haute efficacité d’utilisation de la lumière et évaluation des indices de sélection

¹ Tongren University, Tongren, Guizhou 554300, PR China
² College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, Hubei 430070, PR China

^* Correspondence: ngywr@gztrc.edu.cn

Received: 2 June 2020
Accepted: 24 July 2020

Abstract

High light use efficiency is an important factor for yield improvement during the growing season for winter canola. This study explored the evaluation method of high light use efficiency during the whole growth period in order to screen high light use coefficient of crop genotypes in canola producing areas of Southwest China. The pot experiment was conducted with sixty canola cultivars which had already been planted in the crops planting areas of the middle and upper reaches of Yangtze River. The plant height, root neck diameter, number of pods per main inflorescence, pods per plant, dry weight of shoots, seed weight per plant, pericarp weight per plant, ratio of pericarps to seeds weight per plant, seeds number per pod and 1000-grain weight were investigated under the shading treatment of reducing the incoming solar light by 20%. The high light use coefficient of canola cultivars was evaluated comprehensively by principal component analysis, membership function, cluster analysis and stepwise regression analysis. With these analyses, the original twelve indices related to light use efficiency could be synthesized into the four independent indices which represented 86.4% of all the investigated information of canola with high photosynthetic efficiency. Sixty varieties were classified into three groups by cluster analysis, and ZS12, GYZ6, FY792, RHY6, CZY3 and ZYZ19 displayed higher light use efficiency; such 18 varieties as XDZY9, XY1, YY50 and so on, were medium light efficient ones; and the rest 36 varieties such as LY9, ZYZ781, SG127 and so on, fell to the relatively lower light use efficiency categories. The comprehensive evaluation in this study had screened such four indicators as the stem dry weight per plant, the pod number per plant, the seed number per pod and the 1000-seed weight, which could be regarded as identification indicators for high light use efficiency of canola.

Résumé

L’efficacité de l’utilisation de la lumière est un facteur important pour l’amélioration du rendement durant la période de croissance du colza d’hiver. Cette étude a exploré un moyen d’évaluer la performance de l’utilisation de la lumière pendant toute la période de croissance afin de sélectionner les génotypes de cultures à haut coefficient d’utilisation de la lumière dans les régions productrices de canola du Sud-Ouest de la Chine. L’expérience en pot a été menée avec soixante variétés de colza cultivées dans les zones de culture des cours moyen et supérieur du fleuve Yangtze. La hauteur de la plante, le diamètre du collet des racines, le nombre de siliques sur l’inflorescence principale et par plante, le poids sec des siliques, le poids des graines par plante, le poids du péricarpe par plante, le rapport entre le péricarpe et le poids des graines par plante, le nombre de graines par silique et le poids de 1000 grains ont été étudiés dans le contexte expérimental d’un ombrage visant à réduire de 20 % la lumière solaire entrante. Le coefficient élevé d’utilisation de la lumière des cultivars de canola a été évalué de manière exhaustive par analyse en composantes principales, fonction d’appartenance, partitionnement des données (cluster) et analyse de régression par étapes. Ces différentes analyses ont permis de synthétiser les douze indices originaux liés à l’efficacité de l’utilisation de la lumière en quatre indices indépendants qui expliquent 86,4 % de toutes les informations étudiées sur le colza à haute efficacité photosynthétique. Soixante variétés ont été classées en trois groupes par partitionnement des données : les variétés ZS12, GYZ6, FY792, RHY6, CZY3 et ZYZ19 ont montré une plus grande efficacité d’utilisation de la lumière ; 18 variétés comme XDZY9, XY1, YY50, étaient d’une efficacité lumineuse moyenne ; et les 36 autres variétés comme LY9, ZYZ781, SG127, etc. sont tombées dans les catégories d’efficacité lumineuse relativement plus faibles. L’évaluation complète a retenu quatre indicateurs : le nombre de siliques sur l’inflorescence principale, le nombre de siliques par plante, le nombre de graines par silique et le poids de 1000 grains, qui peuvent être considérés comme des indicateurs d’identification de plants de colza dotés d’une efficacité élevée d’utilisation de la lumière.